生物學的不斷發展與進步,讓人類對生命形式的理解達到了前所未有的深度,然而與之同時存在的,是某些研究可能帶來的風險,例如近些年來,就有人在試圖創造一種另類的生命體——“映象生命”(Mirror Life),而一些科學家對此表示,這太危險,應該立即停止研究。下面我們就來看看這具體是怎麼回事。
要理解“映象生命”,我們需要先了解一下自然界中生命分子的基本特性:手性。簡單來講,手性是指某些分子在空間結構上呈現“左旋”或“右旋”的屬性,就像我們人類的左手和右手互為映象一樣。
就已知的情況來看,地球上所有生命體幾乎無一例外地都選擇了特定的手性,即:DNA和RNA中的核苷酸是“右旋”的,蛋白質中的氨基酸是“左旋”的,這種現象為生命體的化學反應提供了高度一致性,也是地球生物圈運作的基石。
而所謂的“映象生命”,則是一種完全由與自然界相反手性的分子組成的假想生命體,儘管它們目前並不存在於自然界,但近些年來,已經有人在實驗室中成功合成了不少映象分子。
早在2016年的時候,哈佛大學生物學家喬治·丘奇(George Church)所在的研究團隊,就成功合成了映象版本的DNA聚合酶,這被認為是合成映象生命的重要一步,因為DNA聚合酶是DNA複製和轉錄過程中的關鍵酶,在此之後,其他的研究團隊又相繼合成了映象RNA、映象蛋白質以及其他複雜的映象分子。
科學家認為,雖然創造出宏觀的“映象生命”幾乎不可能,但創造出微小的“映象生命”——“映象細菌”,應該只是時間問題。
科學家最初研究“映象生命”,主要是因為這種另類的生命體,有望幫助我們解答與地球生命起源相關的一系列的問題,然而隨著研究的深入,越來越多的科學家意識了到其中的風險。
於是在2024年12月12日,包括前文提到的喬治·丘奇在內的38位科學家在《科學》雜誌上聯合發表文章稱,“映象細菌”太危險,應該立即停止研究。文章指出,“映象細菌”的威脅主要包括以下幾個方面。
1、自然界中包括人類在內的眾多生物的免疫機制,基本上都依賴於分子手性,由於“映象細菌”的分子手性完全不同,這些機制可能對其作用不大,此外,映象蛋白還可能抵抗正常的分解過程,從而進一步削弱免疫機制的作用。
2、人類目前使用的抗生素的作用機制大多都依賴於分子手性,這使得“映象細菌”天然對抗生素具有很強的抗性。也就是說,我們的免疫系統以及抗生素,都很可能無法對抗“映象細菌”。
3、噬菌體是自然界中控制細菌數量的“捕食者”,而噬菌體也依賴於識別細菌的特定分子結構,這也就意味著,“映象細菌”很可能地輕鬆逃過噬菌體的“捕食”。
在這種情況下,“映象細菌”一旦洩漏,就可能在自然環境中不受控制地擴散,由於無法被自然捕食者抑制,它們可能會快速佔據特定生態位,並排擠現有的物種,進而對生態系統的平衡構成嚴重的威脅,甚至可能引發全球範圍內的生物危機。
也正因為如此,科學家才呼籲應該立即停止與創造“映象細菌”相關的研究,文章指出,即使它們被嚴格限制在實驗室環境中,風險也無法完全排除,畢竟實驗室的管理可能存在疏漏,而這種另類的生命體一旦意外洩漏到外界環境,其後果將變得難以挽回。
幸運的是,按照目前的技術進展,創造出“映象細菌”其實還需要較長的一段時間,即使是樂觀的估計,也需要10年以上,所以人類還有足夠的時間對此給出妥善的解決方案。
參考資料:Confronting risks of mirror life,Science 12 Dec 2024. Vol 386, Issue 6728